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尊龙凯时细胞因子在类器官培养中的应用

发布时间:2025-08-05   信息来源:尊龙凯时官方编辑

类器官(Organoids),也被称作微小器官(Mini-Organs),是一种在体外通过三维(3D)培养获得的,与真实器官高度相似的细胞结构。类器官的形成依赖于干细胞或组织前体细胞,这些细胞通过其自我组织(Self-Organization)和分化的能力,构建出由多种特异性成熟细胞组成的复杂立体结构。与体内来源的组织或器官相比,类器官不仅形态相似,还能够执行分泌、滤过、神经活动及收缩等功能。最早出现的类器官模型已有40年的历史,但由于早期类器官在体外存活的时间很短,其应用受到限制。直至2009年,荷兰Hubrecht研究所的Hans Clevers及其博士后Toshiro Sato成功培育出可长期存活的小肠类器官,才真正引发了科研人员的广泛关注。

尊龙凯时细胞因子在类器官培养中的应用

在不到十年的时间内,已经开发出了多种人类及小鼠的类器官,如胃、肺、肝、胰、肾、脑、视网膜、乳腺、前列腺及肿瘤等。这些类器官在疾病模型、药物筛选、安全性测试、器官移植、发育生物学及肿瘤学等多个领域展现出广泛的应用潜力。类器官的体外培养过程中涉及多种细胞因子,每种因子都在培养中发挥着重要功能,不同的类器官需要不同种类的因子。本文将重点介绍一些在类器官培养中必不可少的细胞因子的特点与功能,供研究人员参考。

EGF(表皮生长因子)

EGF是EGFR的主要配体之一,是一种强效生长因子,能够刺激多种表皮及上皮细胞的增殖。EGF与细胞表面的EGFR结合后,引发细胞内部的信号传递,调控诸如细胞生长、分裂和粘附等生理活动。此外,EGF还参与胃酸的分泌和创伤修复的过程,广泛应用于胃肠道、甲状腺和肝脏等类器官的培养中。

R-Spondin1

R-Spondin1(RSPO1)是一种Wnt信号调节物,主要参与干细胞多能性调节及细胞的分化命运决定。R-Spondin1能够与Frizzled/LRP6受体复合物相互作用,从而激活Wnt/β-catenin信号通路。该因子在中枢神经系统及多个器官的发育中扮演着重要角色,对类器官的培养至关重要。

Wnt-3a

Wnt-3a是Wnt家族成员之一,在维护胚胎和成体组织完整性中发挥重要作用。该因子参与细胞增殖和发育过程,并通过激活Wnt信号通路影响细胞类型的决定。Wnt-3a与R-Spondin1共同参与类器官的培养,需要同时添加以确保良好的培养效果。

Noggin

Noggin是可扩散蛋白家族的成员,能够结合TGF-β家族的配体,并通过抑制其信号传递调节配体活性。在类器官培养中,Noggin可以有效调节细胞的增殖与分化。

FGF(成纤维细胞生长因子)

FGF家族成员在多种组织的发育中发挥重要作用。FGF-basic和FGF-10等在细胞增殖与再生过程中表现突出,且对于间充质干细胞的体外培养也至关重要。

Activin A

作为TGF-β超家族的一员,Activin A在调节细胞增殖及神经元生存方面具有多种生物学功能,尤其是在人类肿瘤模型研究中表现出重要的应用价值。

BMP(骨形态发生蛋白)

BMP-4和其他BMP成员共同参与骨与软骨的发育,减少BMP-4表达与多种骨病相关联,因此在相关类器官的培养中需要添加BMP因子。

FGF-7(角质细胞生长因子)

FGF-7是一种特异性针对上皮细胞的生长因子,促进细胞的增殖与组织修复,通常在肾脏和肺的类器官培养中使用。

HGF(肝细胞生长因子)

HGF对肝脏再生起着关键作用,是多种细胞生长、运动和形态发生的重要调节因子,广泛应用于肝脏类器官的培养中。

总体来看,类器官技术展示出巨大的潜力,未来在生物医学领域中的应用将不可估量,而尊龙凯时也将继续关注这一领域的最新进展和相关技术的发展,为推动生物医学的前沿研究而努力。